KR101867612B1 - Apparatus and method for transmitting and receiving data - Google Patents

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Abstract

데이터 송신 장치는 데이터 수신 장치에서 채널 추정에 사용할 복수의 파일럿 신호를 생성하고, 복수의 입력 데이터 신호와 복수의 파일럿 신호를 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 복수의 파일럿 심볼을 생성하며, 복수의 데이터 심볼과 복수의 파일럿 심볼을 포함하는 주파수 영역의 입력 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환한 후 각변조한다. 그리고 데이터 송신 장치는 제어 신호에 따라 가변되는 이득으로 각변조된 실수 신호에 대한 사인 신호의 크기를 제어한 후 송신한다. A data transmitting apparatus generates a plurality of pilot signals to be used for channel estimation in a data receiving apparatus, generates a plurality of data symbols and a plurality of pilot symbols by symbol-mapping a plurality of input data signals and a plurality of pilot signals, And converts the input symbols in the frequency domain including the symbols and the plurality of pilot symbols from the frequency domain to the real signals in the time domain and then modulates the input symbols. The data transmitting apparatus controls the magnitude of the sine signal for each modulated real signal with a variable gain according to the control signal, and then transmits the signal.

Figure R1020110117005
Figure R1020110117005

Description

데이터 송수신 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA [0002]

본 발명은 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM) 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 통신 시스템에서 평균전력 대 첨두전력비(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)를 제어하기 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for transmitting and receiving data, and more particularly, to a system and method for transmitting and receiving data by using an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) (PAPR) for controlling data transmission and reception.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)은 간단한 등화기를 통해 구현될 수 있으면서도 다중경로 페이딩에 강한 특성을 지니고 있어, 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network, WLAN), 무선 도시권 통신망 (Wireless Metropolitan Area Network, WMAN), 디지털 오디오 방송(Digital Audio Broadcast, DAB), 디지털 비디오 방송(Digital Video Broadcast, DVB) 등의 여러 무선통신 시스템에서 채택되어 사용되고 있다. OFDM can be implemented by a simple equalizer and is also robust to multipath fading and can be used for a wireless local area network (WLAN), a wireless metropolitan area network (WMAN) ), Digital audio broadcasting (DAB), digital video broadcasting (DVB), and the like.

그러나 OFDM은 다수의 반송파를 이용하기 때문에 동위상의 신호가 합쳐져 최대 12dB의 높은 평균전력 대 첨두전력비(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)이 발생하며, 높은 PAPR로 인하여 OFDM 송신기의 전력증폭기(power amplifier)의 동작점이 비선형 영역에 위치하게 되어 신호의 비선형 왜곡이 발생한다. 따라서, OFDM 시스템에서는 PAPR에 의한 영향을 감소시키기 위하여 전력 증폭기를 백오프(back off)시키고 있는데, 전력 증폭기에 충분한 백오프를 주지 않으면 시스템의 주파수 스펙트럼이 넓어지고 상호 주파수간 변조에 의한 왜곡이 발생하여 결과적으로 시스템 성능의 저하를 초래하게 된다. 따라서, OFDM 송신기의 전력 효율과 소형화를 위해서 PAPR을 낮추어야 하는 것은 필수적이다. However, since OFDM uses multiple carriers, the signals on the same phase are summed up to generate a high peak-to-average power ratio (PAPR) of up to 12 dB, and the power PAPR of the OFDM transmitter the operating point of the amplifier is located in the non-linear region and non-linear distortion of the signal occurs. Therefore, in the OFDM system, the power amplifier is back off to reduce the influence of the PAPR. If the power amplifier is not provided with a sufficient backoff, the frequency spectrum of the system is widened and distortion due to inter- Resulting in deterioration of system performance. Therefore, it is essential to lower the PAPR for power efficiency and miniaturization of the OFDM transmitter.

최대 12dB까지 높은 PAPR을 가지는 OFDM 방식에 위상 변조(Phase Modulation, PM) 또는 주파수 변조(Frequency Modulation, FM) 방식을 결합하면, PAPR을 0dB까지 낮출 수 있다. Combining a phase modulation (PM) or a frequency modulation (FM) scheme with an OFDM scheme having a high PAPR of up to 12dB can reduce the PAPR to 0dB.

OFDM 방식에 아날로그 방식인 PM 및 FM 방식의 결합은 다중 경로가 존재하는 채널에서 수신 성능을 저하시키게 되며, FM 방식은 요구되는 주파수 대역이 넓을 뿐만 아니라 수신 성능의 저하 정도가 PM 방식보다 심각하다는 단점이 있다. The combination of the PM system and the FM system, which are analog systems in the OFDM system, deteriorates the reception performance in the channel in which the multipath exists. The FM system has a disadvantage that the required frequency band is wide and the degree of degradation of the reception performance is more serious than the PM system .

또한 OFDM을 이용한 가시광 무선 통신(Visible Light Communication, VLC)의 경우 PAPR을 0dB로 낮추는 것이 효율적이지만, 적외선 등 조명이 아닌 광 통신의 경우 수신 성능을 위해 PAPR을 높일 필요가 있다. 따라서, 획일적인 PAPR의 제어는 시스템의 성능을 저하시키게 된다. In the case of Visible Light Communication (VLC) using OFDM, it is effective to reduce the PAPR to 0 dB. However, in the case of optical communication other than infrared light, it is necessary to increase the PAPR for the reception performance. Therefore, the uniform PAPR control degrades the performance of the system.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 OFDM 방식을 이용하여 데이터를 전송하는 시스템에서 PAPR을 낮출 수 있는 동시에 다중 경로 채널에서 안정된 수신 성능을 보장할 수 있는 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a data transmission and reception apparatus and method capable of lowering PAPR in a system for transmitting data using an OFDM scheme and ensuring stable reception performance in a multi-path channel.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 데이터를 송신하는 장치가 제공된다. 데이터 송신 장치는 파일럿 생성부, 심볼 매핑부, 실수 신호 변환부, 각변조부, PAPR 제어 및 전력 정규화부 및 신호 송신부를 포함한다. 파일럿 생성부는 데이터 수신 장치에서 채널 추정에 사용할 적어도 하나의 파일럿 신호를 생성한다. 심볼 매핑부는 복수의 데이터 신호와 상기 적어도 하나의 파일럿 신호에 대해 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 적어도 하나의 파일럿 심볼을 생성한다. 실수 신호 변환부는 상기 복수의 데이터 심볼과 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼을 포함하는 주파수 영역의 입력 심볼을 시간 영역의 실수 신호로 변환한다. 각변조부는 상기 실수 신호를 각변조한다. PAPR 제어 및 전력 정규화부는 제1 이득에 따라서 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 조정하며, 입력되는 신호에 따라서 상기 제1 이득을 가변시킨다. 그리고 신호 송신부는 상기 크기가 조정된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신한다. According to one embodiment of the present invention, an apparatus for transmitting data is provided. The data transmitting apparatus includes a pilot generating unit, a symbol mapping unit, a real signal converting unit, each modulating unit, a PAPR control and power normalizing unit, and a signal transmitting unit. The pilot generating section generates at least one pilot signal to be used for channel estimation in the data receiving apparatus. The symbol mapping unit generates a plurality of data symbols and at least one pilot symbol by symbol-mapping the plurality of data signals and the at least one pilot signal. The real signal converter converts an input symbol in a frequency domain including the plurality of data symbols and the at least one pilot symbol into a real signal in a time domain. Each modulating unit modulates the real signal. The PAPR control and power normalization unit adjusts the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to the first gain and varies the first gain according to the input signal. The signal transmitter converts the resized real signal into a radio frequency signal and transmits the radio frequency signal.

상기 데이터 송신 장치는 심볼 배치부를 더 포함하며, 심볼 배치부는 적어도 하나의 데이터 심볼을 각각 포함하는 복수의 데이터 심볼 그룹 각각에 대응하여 파일럿 심볼을 설정하고, 상기 각 데이터 심볼 그룹의 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 두 개의 심볼을 생성한 후에 상기 각 데이터 심볼 그룹에 배치하여 상기 실수 신호 변환부로 출력한다. Wherein the data transmitting apparatus further comprises a symbol arranging unit that sets a pilot symbol corresponding to each of the plurality of data symbol groups each including at least one data symbol, Two symbols are generated using the pilot symbols, and the two symbols are arranged in the respective data symbol groups and output to the real signal converter.

상기 심볼 배치부는 상기 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 더해서 상기 두 개의 심볼 중 하나의 심볼을 생성하고, 상기 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 빼어서 상기 두 개의 심볼 중 다른 하나의 심볼을 생성할 수 있다. The symbol arranger may generate one symbol of the two symbols by adding the one data symbol and the pilot symbol and subtract the one data symbol and the pilot symbol to generate another symbol of the two symbols have.

상기 각변조부는, 제2 이득에 따라서 상기 실수 신호의 크기를 제어하는 위상 제어기, 그리고 상기 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호로 각변조하는 변조기를 포함할 수 있다. Each modulator may include a phase controller for controlling the magnitude of the real signal according to a second gain, and a modulator for modulating the real signal with a cosine signal and a sine signal.

상기 실수 신호 변환부는, 상기 입력 심볼의 평균 전력이 1이 되도록 상기 입력 심볼을 정규화하는 정규화부, 복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환부, 그리고 상기 입력 심볼과 상기 입력 심볼을 공액 복소 변환한 공액 복소 심볼을 상기 역고속 푸리에 변환부로 입력시키는 입력 신호 처리부를 포함할 수 있다. Wherein the real signal conversion unit comprises: a normalization unit for normalizing the input symbol so that the average power of the input symbol is 1; an inverse fast Fourier transform unit for inverse fast Fourier transforming a plurality of input signals; And an input signal processor for inputting the conjugate complex symbol obtained by the conjugate complex conversion to the inverse fast Fourier transformer.

상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는, 상기 제1 이득에 따라서 상기 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하는 PAPR 제어기, 상기 실수 신호의 코사인 성분에 정규화를 위한 설정 값을 곱하여 기저대역 I 신호를 생성하는 제1 곱셈기, 그리고 상기 제1 이득에 따라 크기가 제어된 상기 실수 신호의 사인 성분을 상기 설정 값을 곱하여 기저대역 Q 신호를 생성하는 제2 곱셈기를 포함하며, 상기 제1 이득이 1인 경우 PAPR이 0이 될 수 있다. Wherein the PAPR control and power normalization unit comprises: a PAPR controller for controlling a magnitude of a sine component of each modulated real signal according to the first gain; a PAPR controller for multiplying a cosine component of the real signal by a set value for normalization, And a second multiplier for multiplying a sine component of the real signal whose magnitude is controlled according to the first gain by the set value to generate a baseband Q signal, wherein the first multiplier has a gain of 1 The PAPR may be zero.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 데이터를 수신하는 장치가 제공된다. 데이터 수신 장치는 전력 보상부, 각복조부, 정규화 및 실수 신호 역변환부, 파일럿 추출부, 채널 추정부, 채널 등화부, 그리고 심볼 디매핑부를 포함한다. 전력 보상부는 수신 데이터에 대응하는 기저대역 신호의 크기를 PAPR 제어를 위해 데이터 송신 장치에서 조정한 크기에 대응하여 보상한다. 각복조부는 상기 크기가 보상된 기저대역 신호를 각복조한다. 정규화 및 실수 신호 역변환부는 각복조된 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 병렬 심볼로 변환한다. 파일럿 추출부는 상기 병렬 심볼로부터 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출한다. 채널 추정부는 상기 파일럿 심볼을 이용하여 채널을 추정한다. 채널 등화부는 추정한 채널을 이용하여 채널을 보상한다. 그리고 심볼 디매핑부는 상기 데이터 심볼들을 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성하여 데이터를 복원한다. According to another embodiment of the present invention, an apparatus for receiving data is provided. The data receiving apparatus includes a power compensating unit, a weightsection, a normalization and real signal inverse transforming unit, a pilot extracting unit, a channel estimating unit, a channel equalizing unit, and a symbol demapping unit. The power compensating unit compensates the size of the baseband signal corresponding to the received data in accordance with the size adjusted by the data transmitting apparatus for PAPR control. Each demodulator demodulates the size-compensated baseband signal. The normalization and real signal inverse transformer transforms each demodulated signal into a plurality of parallel symbols in the frequency domain in a time domain through fast Fourier transform. The pilot extracting unit extracts pilot symbols and data symbols from the parallel symbols. The channel estimator estimates a channel using the pilot symbol. The channel equalizer compensates the channel using the estimated channel. The symbol demapping unit symbol demaps the data symbols to generate a plurality of data signals to recover the data.

상기 각복조부는, 상기 기저대역 신호의 위상 추정 값을 계산하는 위상 추정부, 그리고 상기 위상 추정 값으로부터 상기 기저대역 신호의 위상을 보상하는 위상 보상부를 포함할 수 있다. The demodulator may include a phase estimator for calculating a phase estimate value of the baseband signal, and a phase compensator for compensating a phase of the baseband signal from the phase estimate.

상기 위상 추정부는 상기 기저대역 신호의 위상의 평균 값을 구하고, 상기 평균값의 역탄젠트를 이용하여 상기 위상 추정 값을 계산할 수 있다. The phase estimator may calculate an average value of the phase of the baseband signal and calculate the phase estimate value using an inverse tangent of the average value.

상기 위상 추정부는 상기 기저대역 신호를 필터링한 후 역탄젠트를 이용하여 상기 위상 추정 값을 계산할 수 있다. The phase estimator may calculate the phase estimation value using the inverse tangent after filtering the baseband signal.

상기 파일럿 추출부는 상기 병렬 심볼로부터 상기 데이터 송신 장치에서 파일럿 심볼을 이용하여 생성한 두 심볼의 위치 정보를 획득하고, 상기 위치 정보에 해당하는 두 심볼을 이용하여 파일럿 심볼과 데이터 심볼을 추출할 수 있다. The pilot extracting unit may obtain positional information of two symbols generated by using the pilot symbols in the data transmitting apparatus from the parallel symbols, and may extract pilot symbols and data symbols using the two symbols corresponding to the positional information .

상기 전력 보상부는, 상기 기저대역 신호의 I 신호 및 Q 신호의 크기를 각각 보상하는 두 곱셈기, 그리고 상기 크기가 보상된 Q 신호를 이득으로 나누어서 출력하는 PAPR 제어기를 포함하며, 상기 이득이 가변될 수 있다. The power compensation unit includes two multipliers for compensating the magnitudes of the I signal and the Q signal of the baseband signal, and a PAPR controller for dividing the magnitude-compensated Q signal into gains, have.

상기 실수 신호 역변환부는, 복수의 입력 신호에 대해 고속 푸리에 변환하여 상기 병렬 심볼을 생성하는 고속 푸리에 변환부, 상기 각복조된 기저대역 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하는 직렬-병렬 변환부, 그리고 상기 병렬 심볼의 일부를 상기 디매핑부로 출력하는 신호 처리부를 포함할 수 있다. Wherein the real signal inverse transformer comprises a fast Fourier transformer for performing fast Fourier transform on a plurality of input signals to generate the parallel symbols, a serial-to-parallel converter for converting the demodulated baseband signals from a serial signal to a parallel signal, And a signal processing unit for outputting a part of the parallel symbols to the demapping unit.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 데이터 송신 장치가 데이터를 송신하는 방법이 제공된다. 데이터 송신 방법은, 데이터 수신 장치에서 채널 추정에 사용할 복수의 파일럿 신호를 생성하는 단계, 복수의 입력 신호와 상기 복수의 파일럿 신호를 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 복수의 파일럿 심볼을 생성하는 단계, 상기 복수의 데이터 심볼과 상기 복수의 파일럿 심볼을 포함하는 주파수 영역의 입력 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 단계, 상기 실수 신호를 각변조하는 단계, 이득에 따라서 각변조된 실수 신호에 대한 사인 신호의 크기를 제어하는 단계, 그리고 상기 각변조된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method is provided for a data transmitting apparatus to transmit data. A data transmitting method includes generating a plurality of pilot signals to be used for channel estimation in a data receiving apparatus, generating a plurality of data symbols and a plurality of pilot symbols by symbol-mapping a plurality of input signals and the plurality of pilot signals, Converting a frequency domain input symbol including the plurality of data symbols and the plurality of pilot symbols from a frequency domain to a real signal in a time domain, modulating each of the real signals, modulating each modulated real signal And converting the modulated real signal into a radio frequency signal and transmitting the radio frequency signal.

상기 생성하는 단계는, 적어도 하나의 데이터 심볼을 각각 포함하는 복수의 데이터 심볼 그룹 각각에 대응하여 파일럿 심볼을 설정하는 단계, 상기 각 데이터 심볼 그룹의 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 두 개의 심볼을 생성하는 단계, 그리고 상기 두 개의 심볼을 상기 각 데이터 심볼 그룹에 배치하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the generating comprises: setting a pilot symbol corresponding to each of a plurality of data symbol groups each including at least one data symbol, generating two symbols using a data symbol and a pilot symbol of each data symbol group, And arranging the two symbols in the respective data symbol groups.

상기 제어하는 단계는, 입력되는 제어 신호에 따라서 상기 이득을 가변시키는 단계를 포함할 수 있다. The controlling step may include varying the gain according to an input control signal.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 데이터 수신 장치가 데이터를 수신하는 방법이 제공된다. 데이터 수신 방법은, 수신 데이터에 대응하는 기저대역 신호의 크기를 보상하는 단계, 상기 기저대역 신호를 각복조하는 단계, 각복조된 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 병렬 심볼로 변환하는 단계, 상기 병렬 심볼로부터 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출하는 단계, 상기 파일럿 심볼을 이용하여 추정한 채널을 보상하는 단계, 그리고 상기 데이터 심볼들을 심볼 디매핑하여 상기 수신 데이터를 복원하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method is provided for a data receiving apparatus to receive data. The data receiving method includes: compensating a magnitude of a baseband signal corresponding to received data; demodulating the baseband signal; demodulating each demodulated signal by a fast Fourier transform to generate a plurality of parallel symbols Extracting pilot symbols and data symbols from the parallel symbols, compensating a channel estimated using the pilot symbols, and recovering the received data by symbol demapping the data symbols. .

상기 각복조하는 단계는, 상기 기저대역 신호의 위상을 추정하는 단계, 그리고 위상 추정 값을 이용하여 상기 기저대역 신호의 위상을 보상하는 단계를 포함할 수 있다. Each of the demodulating steps may include estimating a phase of the baseband signal, and compensating a phase of the baseband signal using a phase estimation value.

상기 추출하는 단계는, 데이터 송신 장치에서 파일럿 심볼을 이용하여 생성한 두 심볼의 위치 정보를 획득하는 단계, 그리고 상기 위치 정보에 해당하는 두 심볼을 이용하여 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출하는 단계를 포함할 수 있다. The extracting step includes obtaining position information of two symbols generated by using a pilot symbol in the data transmitting apparatus, and extracting pilot symbols and data symbols using two symbols corresponding to the position information can do.

본 발명의 실시 예에 의하면, OFDM 방식에 PM 방식을 결합한 방식으로 데이터를 변조하여 전송함으로써, PAPR을 0dB까지 낮출 수 있으며, 수신 환경에 따라 PAPR을 가변시킬 수 있어서 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 따라서, 다중 경로 채널에서 송신기의 규격 변경 없이 PAPR과 수신 성능 모두를 고려한 서비스가 가능해질 수 있다. 일례로, 조명을 이용한 가시광 무선 통신의 경우 PAPR을 0dB로 제어함으로써 플리커 발생을 방지할 수 있고, 적외선 등 조명이 아닌 무선 광을 이용한 통신의 경우 PAPR을 높여서 수신 성능을 향상시킬 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by modulating and transmitting data by a method combining a PM scheme with an OFDM scheme, PAPR can be lowered to 0 dB, and PAPR can be varied according to a reception environment, thereby improving reception performance. Therefore, it is possible to provide a service considering both PAPR and reception performance without changing the specification of the transmitter in the multipath channel. For example, in the case of visible light wireless communication using illumination, the occurrence of flicker can be prevented by controlling the PAPR to 0 dB, and in the case of communication using wireless light other than infrared light, the reception performance can be improved by raising the PAPR.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치의 신호 송신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 1에 도시된 파일럿 생성부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 파일럿 신호의 생성 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 심볼 매핑부에서 매핑된 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 심볼 매핑부에서 정규화한 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 파일럿 배치부에서 수행하는 데이터 심볼 그룹화 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 파일럿 배치부에서 수행하는 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 배치 방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 실수 신호 변환부를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 각변조부를 나타낸 도면이다.
도 11은 각 변조부의 입력 신호의 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다.
도 12는 각 변조부의 출력 신호에 대한 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 PCPN를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치의 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 도 14에 도시된 수신 신호 처리부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 14에 도시된 전력 보상부를 나타낸 도면이다.
도 18은 도 10에 도시된 각복조부를 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 각각 도 18에 도시된 위상 추정부를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 18에 도시된 위상 보상부를 나타낸 도면이다.
도 22는 도 14에 도시된 실수 신호 변환기를 나타낸 도면이다.
도 23은 도 14에 도시된 파일럿 추출부의 파일럿 추출 방법을 나타낸 도면이다.
도 24는 도 14에 도시된 채널 추정부를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram illustrating an OFDM transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a signal transmission method of an OFDM transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing an example of the pilot generator shown in FIG.
4 is a diagram showing an example of a method of generating a pilot signal.
5 is a diagram illustrating an example of a symbol mapped by the symbol mapping unit of FIG.
6 is a diagram illustrating an example of a symbol normalized by the symbol mapping unit of FIG.
7 is a diagram illustrating an example of a data symbol grouping method performed by the pilot arrangement unit shown in FIG.
8 is a diagram illustrating an example of a method of arranging data symbols and pilot symbols performed by the pilot arranging unit shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing the real signal conversion unit shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing each modulating unit shown in FIG. 1. FIG.
11 is a diagram showing the phase size distribution of the input signal of each modulation section.
12 is a diagram showing a phase size distribution for the output signal of each modulation section.
13 is a view showing the PCPN shown in Fig.
14 is a diagram illustrating an OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
15 is a flowchart illustrating a data receiving method of an OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram showing an example of a received signal processing unit shown in FIG.
17 is a diagram showing the power compensation unit shown in Fig.
FIG. 18 is a diagram showing each demodulating unit shown in FIG. 10; FIG.
Figs. 19 and 20 are diagrams showing the phase estimator shown in Fig. 18, respectively.
FIG. 21 is a diagram showing the phase compensation unit shown in FIG. 18;
22 is a diagram showing the real signal converter shown in Fig.
23 is a diagram showing a pilot extraction method of the pilot extraction unit shown in FIG.
FIG. 24 is a diagram illustrating a channel estimator shown in FIG. 14. FIG.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as " including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 송수신 장치 및 방법에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다. Now, an apparatus and method for transmitting / receiving data according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 송신 장치의 신호 송신 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 1 is a diagram illustrating an OFDM transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a signal transmitting method of an OFDM transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, OFDM 송신 장치(100)는 직렬-병렬 변환부(Serial to Parallel Converter, SPC)(110), 파일럿 생성부(120), 심볼 매핑부(Symbol mapper)(130), 파일럿 배치부(140), 실수 신호 변환부(Real Signal Converter)(150), 각변조부(Angle Modulation unit)(160), PAPR(Peak to Average Power Ratio) 제어 및 전력 정규화부(PAPR Control & Power Normalize unit, PCPN)(170) 및 신호 송신부(180)를 포함한다. 1, the OFDM transmitter 100 includes a serial-to-parallel converter (SPC) 110, a pilot generator 120, a symbol mapper 130, A Real Signal Converter 150, an Angle Modulation Unit 160, a Peak to Average Power Ratio (PAPR) control and a PAPR Control & Power Normalize unit (PCPN) 170, and a signal transmitter 180.

도 2를 보면, SPC(110)는 비트 형태의 입력 데이터에 해당하는 복수의 직렬 데이터 신호가 입력되면, 복수의 직렬 데이터 신호를 복수의 병렬 데이터 신호로 변환한다(S201). Referring to FIG. 2, when a plurality of serial data signals corresponding to bit-type input data are inputted, the SPC 110 converts a plurality of serial data signals into a plurality of parallel data signals (S201).

파일럿 생성부(120)는 OFDM 수신 장치에서 채널 추정 및 채널 등화에 사용될 적어도 하나의 파일럿 신호를 생성한다(S203). The pilot generating unit 120 generates at least one pilot signal to be used for channel estimation and channel equalization in the OFDM receiving apparatus (S203).

심볼 매핑부(130)는 복수의 병렬 데이터 신호 및 적어도 하나의 파일럿 신호에 대해 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 16-QAM, 64-QAM 등과 같은 디지털 변조를 통해 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 적어도 하나의 파일럿 심볼을 생성한다(S205).The symbol mapping unit 130 performs symbol mapping through digital modulation such as Binary Phase Shift Keying (BPSK), Quadrature Amplitude Modulation (QAM), 16-QAM, and 64-QAM on a plurality of parallel data signals and at least one pilot signal. Thereby generating a plurality of data symbols and at least one pilot symbol (S205).

파일럿 배치부(140)는 적어도 하나의 파일럿 심볼과 복수의 데이터 심볼을 채널 추정에 용이하도록 배치한다(S207). The pilot arrangement unit 140 arranges at least one pilot symbol and a plurality of data symbols so as to facilitate channel estimation (S207).

실수 신호 변환부(150)는 적어도 하나의 파일럿 심볼과 복수의 데이터 심볼에 대해 고속 푸리에 변환(Inverse Fast Fourier Transform, IFFT)하여, 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환한다(S209). NRSC(130)는 시간 영역의 실수 신호를 직렬 신호로 변환한다(S211).The real signal converter 150 performs an inverse fast Fourier transform (IFFT) on at least one pilot symbol and a plurality of data symbols to convert the frequency domain into a real signal in a time domain (S209). The NRSC 130 converts the real signal of the time domain into a serial signal (S211).

각변조부(160)는 실수 신호를 각변조하여 실수 신호의 크기를 조정한다(S213). 각변조 방식으로 위상 변조(Phase Modulation, PM) 방식이 사용될 수 있다. Each modulator 160 modulates the real signal to adjust the magnitude of the real signal (S213). A phase modulation (PM) scheme can be used for each modulation scheme.

PCPN(170)는 이득(Gain)에 따라서 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 조정하여 PAPR을 제어하고(S215), 전력 정규화한다(S217). The PCPN 170 adjusts the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to the gain Gain to control the PAPR (S215), and performs power normalization (S217).

다음, 신호 송신부(180)는 전력 정규화된 신호의 실수 성분에 A를 곱하고 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 B를 곱한 후 두 성분을 더하여, 전력 정규화된 신호를 무선 주파수 신호로 변환한다(S219). 이때, A는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct) 일 수 있으며, B는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct) 일 수 있는데, A와는 다른 값일 수 있다. fc는 무선 주파수이다. 도 1에서는 A는 cos(2πfct) 이고, B는 sin(2πfct)인 것으로 도시하였다. 또는 신호 송신부(180)는 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 -B를 곱할 수 있다. Next, the signal transmitter 180 multiplies the real component of the power normalized signal by A, multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B, adds the two components, and converts the power normalized signal into a radio frequency signal (S219) . Here, A may be a cos (2πf c t) or sin (2πf c t), B is a can be a cos (2πf c t) or sin (2πf c t), A is different from the other may be a value. f c is radio frequency. In FIG. 1, A is represented by cos (2? F c t) and B is represented by sin (2? F c t). Or the signal transmitter 180 may multiply the imaginary component of the power normalized signal by -B.

신호 송신부(160)는 무선 주파수 신호를 송신한다(S221). OFDM 송신 장치(100)에서 송신되는 무선 주파수 신호를 OFDM 신호로 정의할 수 있다. The signal transmitting unit 160 transmits a radio frequency signal (S221). The radio frequency signal transmitted from the OFDM transmission apparatus 100 can be defined as an OFDM signal.

그러면, OFDM 송신 장치(100)에 대해 도 3 내지 도 9를 참고로 하여 자세하게 설명한다. Then, the OFDM transmission apparatus 100 will be described in detail with reference to FIG. 3 to FIG.

도 3은 도 1에 도시된 파일럿 생성부의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 파일럿 신호의 생성 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the pilot generator shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a pilot signal generation method.

파일럿 생성부(120)는 랜덤 시퀀스와 유사한 잡음 특성을 보이면서도 재생이 가능한 의사 잡음(Pseudo Random Noise, PN) 코드를 파일럿 신호를 생성하는 데 사용할 수 있다. 이 경우, 파일럿 생성부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이 시프트 레지스터(1211, 1213, 1215)와 연산기(1217)로 이루어지는 PN 코드 발생기(121), 그리고 비트 처리부(123)를 포함할 수 있다. 이와 달리, 파일럿 생성부(120)는 PN 코드 발생기로부터 생성된 PN 코드를 수신하여 파일럿 신호를 생성하는 데 사용할 수 있다. The pilot generating unit 120 may use a pseudo random noise (PN) code that can reproduce while showing a noise characteristic similar to a random sequence, to generate a pilot signal. 3, the pilot generating unit 120 may include a PN code generator 121 composed of shift registers 1211, 1213, and 1215 and a computing unit 1217, and a bit processing unit 123 have. Alternatively, the pilot generator 120 may use the PN code generated from the PN code generator to generate a pilot signal.

시프트 레지스터(1211, 1213, 1215)는 입력 신호를 시프트한다. 연산기(127)는 두 입력 신호를 배타적 논리합(exclusive or, XOR) 연산한다. 즉, 연산기(127)는 두 입력 신호의 비트가 같은 경우 0을 출력하고, 두 입력 신호의 비트가 다를 경우 1을 출력한다. The shift registers 1211, 1213 and 1215 shift the input signal. The operator 127 performs an exclusive OR (XOR) operation on the two input signals. That is, the operator 127 outputs 0 when the two input signals have the same bit, and outputs 1 when the two input signals have different bits.

비트 처리부(123)는 PN 코드에서 파일럿 신호를 선택한다. The bit processing unit 123 selects the pilot signal from the PN code.

예를 들어, 시프트 레지스터(121, 123, 125)의 초기 값(R1, R2, R3)이 (1, 1, 1)인 것으로 가정하면, 반복 주기는 7(=2m-1)로서, PN 코드 발생기(121)에서 출력되는 PN 코드는 "1 1 1 0 1 0 0"이 출력된다. 여기서, m은 시프트 레지스터의 개수이다. 그리고 파일럿 신호의 개수가 5이면, 7비트의 PN 코드 "1 1 1 0 1 0 0"에서 5 비트 즉 "1 1 1 0 1"을 선택하고, "1 1 1 0 1"을 각각 파일럿 신호로 설정한다. For example, assuming that the initial values R1, R2 and R3 of the shift registers 121, 123 and 125 are (1, 1, 1), the repetition period is 7 (= 2 m -1) The PN code output from the code generator 121 is "1 1 1 0 1 0 0". Here, m is the number of shift registers. If the number of pilot signals is 5, 5 bits or " 1 1 1 0 1 " are selected from the 7-bit PN code " 1 1 1 0 1 0 0 ", and " 1 1 1 0 1 " Setting.

비트 처리부(123)는 기지국 구분을 위해 PN 코드를 1비트씩 시프트(위상 오프셋)하여 기지국 구분을 위한 다수의 PN 코드를 생성할 수 있다. 예를 들어, PN 코드가 "1 1 1 0 1 0 0"인 경우, 도 4와 같이 7개의 PN 코드가 생성될 수 있으며, 각 PN 코드에서 파일럿의 개수에 해당하는 비트만큼 선택되어 각각의 파일럿 신호로 설정된다. The bit processing unit 123 may generate a plurality of PN codes for base station identification by shifting (phase offset) the PN code by 1 bit for base station identification. For example, when the PN code is " 1 1 1 0 1 0 0 ", seven PN codes can be generated as shown in FIG. 4, and each of the bits corresponding to the number of pilots in each PN code is selected, Signal.

도 5는 도 1의 심볼 매핑부에서 매핑된 심볼의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1의 심볼 매핑부에서 정규화한 심볼의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a symbol mapped by the symbol mapping unit of FIG. 1, and FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a symbol normalized by the symbol mapping unit of FIG.

심볼 매핑부(130)는 복수의 병렬 데이터 신호와 적어도 하나의 파일럿 신호를 BPSK, QAM, 16-QAM, 64-QAM 등의 변조 방식에 따른 성상도에서 위치를 표현하는 데이터 심볼과 파일럿 심볼로 매핑하며, 매핑된 데이터 심볼과 파일럿 심볼들은 도 5와 같을 수 있다. 즉, 매핑된 심볼들은 복소 신호이다. The symbol mapping unit 130 maps a plurality of parallel data signals and at least one pilot signal to data symbols and pilot symbols representing positions in a constellation according to a modulation scheme such as BPSK, QAM, 16-QAM, 64-QAM, And the mapped data symbols and pilot symbols may be as shown in FIG. That is, the mapped symbols are complex signals.

또한 심볼 매핑부(130)는 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 정규화한다. 심볼 매핑부(130)는 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 정규화하기 위해 입력 심볼에 절대값을 취한 뒤 자승을 하여 평균 값을 구하고, 구한 평균값의 제곱근을 구한 후 입력 심볼을 제곱근으로 나눔으로써, 평균 전력이 1이 되도록 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 정규화할 수 있다. 예를 들어, 심볼 매핑부(130)에서 매핑된 심볼이 도 5와 같은 경우, 평균 값은 10(=

Figure 112011088876216-pat00001
)이 되고, 입력 심볼에
Figure 112011088876216-pat00002
을 곱함으로써 입력 심볼을 정규화할 수 있으며, 정규화된 심볼은 도 6과 같이 나타날 수 있다. The symbol mapping unit 130 normalizes the data symbols and the pilot symbols. In order to normalize the data symbols and the pilot symbols, the symbol mapping unit 130 obtains an average value by taking an absolute value of an input symbol, performing a square calculation on the input symbol, obtaining a square root of the obtained average value, and dividing the input symbol by a square root, 1 < / RTI > For example, when the symbols mapped by the symbol mapping unit 130 are as shown in FIG. 5, the average value is 10 (=
Figure 112011088876216-pat00001
), And the input symbol
Figure 112011088876216-pat00002
, And the normalized symbols may appear as shown in FIG.

도 7은 도 1에 도시된 파일럿 배치부에서 수행하는 데이터 심볼 그룹화 방법의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 1에 도시된 파일럿 배치부에서 수행하는 데이터 심볼과 파일럿 심볼의 배치 방법의 일 예를 나타낸 도면이다. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a method of grouping data symbols performed by the pilot arrangement unit shown in FIG. 1, FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of arranging data symbols and pilot symbols performed by the pilot arrangement unit shown in FIG. Fig.

파일럿 심볼은 데이터 심볼의 채널 등화에 사용되는데, 파일럿 배치부(240)는 각 파일럿 심볼을 사용하여 채널 등화할 데이터 심볼 그룹을 결정한다. 데이터 심볼 그룹의 수는 파일 심볼의 수에 대응한다. The pilot symbols are used for channel equalization of the data symbols, and the pilot arrangement unit 240 determines the group of data symbols to be channelized using each pilot symbol. The number of data symbol groups corresponds to the number of file symbols.

파일럿 심볼의 개수가 5개인 경우에, 파일럿 배치부(140)는 복수의 데이터 심볼을 5개의 데이터 심볼 그룹으로 그룹화한다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 파일럿 배치부(140)는 첫 번째 파일럿 심볼을 사용하여 채널 등화할 데이터 심볼 그룹으로 처음 3개의 데이터 심볼을 선택할 수 있으며, 두 번째 파일럿 심볼을 사용하여 채널 등화할 데이터 심볼 그룹으로 그 다음 7개의 데이터 심볼을 선택할 수 있다. 그리고 파일럿 배치부(140)는 5번째 파일럿 심볼을 사용하여 채널 등화할 데이터 심볼 그룹으로 마지막 15개의 데이터 심볼을 선택할 수 있다. In the case where the number of pilot symbols is five, the pilot arrangement unit 140 groups the plurality of data symbols into five data symbol groups. For example, as shown in FIG. 7, the pilot arrangement unit 140 may select the first three data symbols as a group of data symbols to be channelized using the first pilot symbol, and use the second pilot symbol The next seven data symbols can be selected as the data symbol group to be channel equalized. The pilot allocation unit 140 may select the last 15 data symbols as a data symbol group to be channelized using the fifth pilot symbol.

다음, 파일럿 배치부(140)는 각 데이터 심볼 그룹에서 하나의 데이터 심볼을 선택하고, 각 데이터 심볼 그룹에 대응하는 파일럿 심볼과 선택한 데이터 심볼을 더하고 빼어서 두 개의 새로운 데이터 심볼을 생성한다. 예를 들어, 파일럿 심볼이 심볼이 1이고 선택된 데이터 심볼이 3+j*5인 경우, 파일럿 심볼과 더해진 데이터 심볼은 4+j*5이고 파일럿 심볼과 뺀 데이터 심볼은 -2-j*5가 될 수 있다. 이와 달리, 선택된 데이터 심볼에 파일럿 심볼을 더하고 뺄 수도 있으며, 이 경우 파일럿 심볼이 더해진 데이터 심볼은 4+j*5이고, 파일럿 심볼과 뺀 데이터 심볼은 2+j*5가 된다. Next, the pilot arrangement unit 140 selects one data symbol in each data symbol group, adds and subtracts the pilot symbol and the selected data symbol corresponding to each data symbol group, and generates two new data symbols. For example, if the pilot symbol is 1 and the selected data symbol is 3 + j * 5, the data symbol plus 4 + j * 5 is added to the pilot symbol and the data symbol minus the pilot symbol is -2-j * 5 . Alternatively, a pilot symbol may be added to or subtracted from the selected data symbol. In this case, the data symbol to which the pilot symbol is added is 4 + j * 5, and the data symbol minus the pilot symbol is 2 + j * 5.

이와 같이, 두 개의 새로운 데이터 심볼이 생성되면, 파일럿 배치부(140)는 정규화를 위해 두 개의 새로운 데이터 심볼을 각각

Figure 112011088876216-pat00003
로 나누고, 각 그룹의 임의의 위치에 생성된 두 데이터 심볼을 배치한다. 예를 들어, 파일럿 배치부(240)는 도 8과 같이 새로운 두 데이터 심볼을 임의의 위치에 배치할 수 있다. 이렇게 하면, 각 데이터 심볼 그룹은 데이터 심볼의 수가 1개씩 증가된다. Thus, when two new data symbols are generated, the pilot arrangement unit 140 allocates two new data symbols for normalization
Figure 112011088876216-pat00003
And arranges two generated data symbols at arbitrary positions in each group. For example, the pilot arrangement unit 240 can arrange two new data symbols at arbitrary positions as shown in FIG. In this way, the number of data symbols in each data symbol group is incremented by one.

도 9는 도 1에 도시된 실수 신호 변환부를 나타낸 도면이다. FIG. 9 is a diagram showing the real signal conversion unit shown in FIG. 1. FIG.

도 9를 참고하면, 실수 신호 변환부(150)는 입력 신호 처리부(151), IFFT부(153), 병렬-직렬 변환부(Parallel to Serial Converter, PSC)(155) 및 곱셈기(157)를 포함한다. 9, the real signal converter 150 includes an input signal processor 151, an IFFT unit 153, a parallel-to-serial converter (PSC) 155, and a multiplier 157 do.

입력 신호 처리부(151)는 입력되는 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하기 위해, 입력되는 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 IFFT부(153)의 입력 신호[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로서 입력한다. 여기서, N(2의 지수승)은 심볼 수를 나타내며, 심볼 수가 N개인 경우, IFFT의 크기는 2N이 될 수 있다. The input signal processing unit 151 converts the input data symbols and the pilot symbols into the input signals X (0) and X (0) of the IFFT unit 153 to convert the input data symbols and the pilot symbols from the frequency domain into the real- X (1), ... , X (N-1), X (N), X (N + 1), ... , X (2N-1)]. Here, N (exponentiation power of 2) represents the number of symbols, and if the number of symbols is N, the size of the IFFT can be 2N.

즉, 입력 신호 처리부(151)는 IFFT부(153)의 입력 신호[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 N개의 데이터 심볼을 사용하고 IFFT부(153)의 입력 신호[X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 N개의 데이터 심볼을 공액 복소 변환(conjugate)하여 사용한다. 0번째 데이터 심볼은 0이며, 이에 따라 입력 신호[X(0), (X(N)]로 입력되는 데이터 심볼은 0이 된다. 즉, 입력 신호[X(1), …, X(N-1)]로는 N개의 데이터 심볼을 사용하고, 입력 신호[X(N+1), …, X(2N-1)]로는 입력 신호[X(2N-k)]의 데이터 심볼을 공액 복소 변환하여 사용할 수 있다. 여기서, k는 N+1, N+2, …, 2N-1이다. That is, the input signal processing unit 151 receives the input signals [X (0), X (1), ...) of the IFFT unit 153 , X (N-1), X (N), X (N + 1), ... (N), X (N + 1), ...) of the IFFT unit 153 using N data symbols, , X (2N-1)], and uses the N data symbols by conjugate complex conjugation. The 0th data symbol is 0 and therefore the data symbol input to the input signals X (0), X (N) is 0. That is, the input signals X (1), ..., X (N- 1) and the data symbols of the input signal X (2N-k) are subjected to the conjugate complex conversion on the input signals X (N + 1), ..., X Where k is N + 1, N + 2, ..., 2N-1.

IFFT부(153)로 입력 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]가 입력되면, IFFT부(153)는 입력 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]를 IFFT한다. 그러면, 데이터 심볼과 파일럿 심볼 즉, 입력 심볼들이 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호[(X'(0), X'(1), …, X'(N-1), X'(N), X'(N+1), …, X'(2N-1)]로 변환된다. (X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + 1), ..., X (2N-1)] to the IFFT unit 153, ..., X (2N), X (N), X (N), X (N) (0), X '(1), ..., X' (N-1)) in the frequency domain in the frequency domain by using the data symbols and the pilot symbols, that is, the input symbols, ), X '(N), X' (N + 1), ..., X '(2N-1).

PSC(155)는 시간 영역의 실수 신호를 병렬 신호에서 직렬 신호로 변환한다. PSC 155 converts the real-time signal in the time domain from a parallel signal to a serial signal.

곱셈기(157)는 직렬의 실수 신호에

Figure 112011088876216-pat00004
을 곱하여 정규화한다. The multiplier 157 multiplies the serial real signal
Figure 112011088876216-pat00004
.

도 10은 도 1에 도시된 각변조부를 나타낸 도면이고, 도 11은 각 변조부의 입력 신호의 위상 크기 분포를 나타낸 도면이고, 도 12는 각 변조부의 출력 신호에 대한 위상 크기 분포를 나타낸 도면이다. FIG. 10 is a diagram showing each modulation unit shown in FIG. 1, FIG. 11 is a diagram showing a phase size distribution of an input signal of each modulation unit, and FIG. 12 is a diagram showing a phase size distribution with respect to an output signal of each modulation unit.

도 10을 참고하면, 각 변조부(160)는 위상 제어기(161) 및 변조기(163)를 포함한다. Referring to FIG. 10, each modulator 160 includes a phase controller 161 and a modulator 163.

위상 제어기(161)는 실수 신호 변환부(150)로부터 정규화된 실수 신호가 입력 신호(IN)로 입력된다. 위상 제어기(161)는 입력 신호 (IN)의 크기가 -π/2에서 π/2 범위에 있도록 이득(G1)을 가변하여, 입력 신호(IN)의 크기를 조정한다. 여기서, π는 원주율이다. The phase controller 161 receives the real signal normalized from the real signal converter 150 as the input signal IN. The phase controller 161 adjusts the magnitude of the input signal IN by varying the gain G1 so that the magnitude of the input signal IN is in the range of -π / 2 to π / 2. Here, π is the circularity.

예를 들어, 위상 제어기(161)의 입력 신호(IN)의 위상 크기가 도 11과 같은 경우, 위상 제어기(161)는 입력 신호(IN)의 크기가 -π/2에서 π/2 범위에 있도록, 입력 신호(IN)에 이득으로 0.4를 곱하여 입력 신호(IN)의 크기를 조정할 수 있다. 그러면, 도 12에 도시한 바와 같이, 입력 신호(IN)의 위상 크기가 -π/2에서 π/2 범위 사이에 있을 수 있게 된다. For example, when the phase of the input signal IN of the phase controller 161 is the same as that of FIG. 11, the phase controller 161 controls the phase of the input signal IN such that the magnitude of the input signal IN is in the range of -π / , The magnitude of the input signal IN can be adjusted by multiplying the input signal IN by a gain of 0.4. Then, as shown in Fig. 12, the phase magnitude of the input signal IN can be in the range of -π / 2 to? / 2.

변조기(163)는 위상 제어기(161)에 의해 조정된 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호[cos(IN), sin(IN)]로 각변조한다. The modulator 163 modulates the real signal adjusted by the phase controller 161 with the cosine signal and the sine signals cos (IN) and sin (IN).

도 13은 도 1에 도시된 PCPN를 나타낸 도면이다. 13 is a view showing the PCPN shown in Fig.

도 13을 참고하면, PCPN(170)는 PAPR 제어기(171) 및 곱셈기(173, 175)를 포함한다. 곱셈기(173, 175)는 전력 정규화를 위한 전력 정규화부로서 동작할 수 있다. Referring to FIG. 13, the PCPN 170 includes a PAPR controller 171 and multipliers 173 and 175. The multipliers 173 and 175 may operate as a power normalization unit for power normalization.

변조기(163)의 출력 신호인 코사인 신호[cos(IN)]는 편의상 도 13에서는 a(t)로 표기하였다. The cosine signal cos (IN), which is the output signal of the modulator 163, is represented by a (t) in FIG.

변조기(163)의 출력 신호인 코사인 신호[a(t)]는 PAPR 제어기(171)를 거치지 않고 곱셈기(173)로 입력되고, 변조기(163)의 출력 신호인 사인 신호[sin(IN)]는 PAPR 제어기(171)로 입력된다. The cosine signal a (t), which is the output signal of the modulator 163, is input to the multiplier 173 without going through the PAPR controller 171 and the sine signal sin (IN), which is the output signal of the modulator 163, And is input to the PAPR controller 171.

PAPR 제어기(171)는 입력되는 제어 신호에 따라서 이득(G2)을 제어하고, 이득(G2)에 따라 입력되는 사인 신호[sin(IN)]의 크기를 조정한다. 이때, 제어 신호는 제어하고자 하는 이득 값을 포함할 수 있다. The PAPR controller 171 controls the gain G2 in accordance with the input control signal and adjusts the magnitude of the sine signal sin (IN) input according to the gain G2. At this time, the control signal may include a gain value to be controlled.

즉, PAPR 제어기(171)는 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기만을 조정함으로써 PAPR을 제어한다. PAPR 제어기(171)에 의해 조정된 사인 신호[b(t)]는 곱셈기(175)로 입력된다. That is, the PAPR controller 171 controls the PAPR by adjusting only the magnitude of the sine component of each modulated real signal. The sine signal [b (t)] adjusted by the PAPR controller 171 is input to the multiplier 175. [

일반적으로 하나의 OFDM 심볼 내의 PAPR은 수학식 1과 같이 표현된다. 실수 신호 변환부(150)로부터 출력되는 시간 영역의 직렬 신호에 보호 구간이 삽입되며, 보호 구간과 하나의 데이터 심볼(또는 파일럿 심볼)에 대응하는 신호를 합쳐서 OFDM 심볼이라 한다. Generally, the PAPR in one OFDM symbol is expressed by Equation (1). A guard interval is inserted into a time-domain serial signal output from the real signal converter 150, and a guard interval and a signal corresponding to one data symbol (or a pilot symbol) are combined to form an OFDM symbol.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112011088876216-pat00005
Figure 112011088876216-pat00005

여기서, E{.}는 기대치를 의미하며, T는 하나의 OFDM 심볼의 주기를 나타낸다. Here, E {.} Denotes an expectation value, and T denotes a period of one OFDM symbol.

이때, 본 발명의 실시 따른 PAPR(dB)는 수학식 2 및 수학식 2과 같이 표현될 수 있다. At this time, the PAPR (dB) according to the embodiment of the present invention can be expressed by Equation (2) and Equation (2).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112011088876216-pat00006
Figure 112011088876216-pat00006

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112011088876216-pat00007
Figure 112011088876216-pat00007

수학식 3에서, Gain은 PAPR 제어기(171)의 이득(G2)을 나타내며, Gain이 1이 되면 PAPR은 0dB가 된다. In Equation (3), Gain represents the gain G2 of the PAPR controller 171, and when Gain is 1, PAPR becomes 0 dB.

특히, 수학식 3을 통해 알 수 있듯이, Gain에 따라서 PAPR이 달라진다. 즉, 수신 환경에 따라서 제어 신호를 이용하여 PAPR 제어기(171)에서 이득(G2)의 제어가 가능해지므로, 이에 따라 PAPR의 제어 또한 가능해질 수 있다. In particular, as shown in Equation (3), the PAPR varies depending on the gain. That is, since the gain G2 can be controlled by the PAPR controller 171 using the control signal in accordance with the reception environment, the control of the PAPR can be also performed.

예를 들어, 도 10에 도시된 위상 제어기(161)의 이득(G1)이 0.4이고, IFFT의 크기가 2048이며, 16QAM 변조의 경우, PAPR은 표 1과 같이 PAPR 제어기(171)의 이득(G2)에 따라서 달라질 수 있다. For example, the gain G1 of the phase controller 161 shown in FIG. 10 is 0.4, the size of the IFFT is 2048, and in the case of 16QAM modulation, the PAPR is calculated as the gain G2 of the PAPR controller 171 ). ≪ / RTI >

[표 1][Table 1]

Figure 112011088876216-pat00008
Figure 112011088876216-pat00008

그리고 코사인 신호[a(t)]와 크기가 조정된 사인 신호[b(t)]는 전력 정규화를 위해 C의 값이 곱해진다. C는 수학식 4와 같다. The cosine signal a (t) and the scaled sine signal b (t) are then multiplied by the value of C for power normalization. C is expressed by Equation (4).

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112011088876216-pat00009
Figure 112011088876216-pat00009

즉, 곱셈기(173)는 코사인 신호[a(t)]에 C를 곱하여 전력 정규화하고, 곱셈기(175)는 사인 신호[b(t)]에 C를 곱하여 전력 정규화한다. That is, the multiplier 173 multiplies the cosine signal a (t) by C to normalize the power, and the multiplier 175 multiplies the sine signal b (t) by C to perform power normalization.

전력 정규화된 코사인 신호를 기저대역 I 신호라 하고, 전력 정규화된 사인 신호를 기저대역 Q 신호라 하면, 기저대역 I 신호와 기저대역 Q 신호에 각각 cos(2πfct) 과 sin(2πfct)를 곱한 후 더해져서 무선 주파수 신호로 변환된다. A power normalized cosine signal LA baseband I signal, and when the power normalized sine signal LA baseband Q signal, the baseband I signal and each of the baseband Q signal cos (2πf c t) and sin (2πf c t) And then converted into a radio frequency signal.

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치를 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 OFDM 수신 장치의 데이터 수신 방법을 나타낸 흐름도이다. FIG. 14 is a diagram illustrating an OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a flowchart illustrating a data receiving method of an OFDM receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참고하면, OFDM 수신 장치(200)는 수신 신호 처리부(210), 전력 보상부(220), 각복조부(Angle demodulation unit)(230), 실수 신호 역변환부(Real Signal De-Converter)(240), 파일럿 추출부(250), 채널 추정부(260), 채널 등화부(270), 심볼 디매핑부(280) 및 PSC(290)를 포함한다. 이러한 OFDM 수신 장치(200)는 OFDM 송신 장치(100)의 역과정의 동작을 수행한다. 14, the OFDM receiver 200 includes a reception signal processor 210, a power compensator 220, an Angle demodulation unit 230, a Real Signal De-Converter A pilot extractor 250, a channel estimator 260, a channel equalizer 270, a symbol demapper 280, and a PSC 290. The OFDM receiving apparatus 200 performs an inverse operation of the OFDM transmitting apparatus 100.

도 15를 보면, 수신 신호 처리부(210)는 수신 데이터로서 OFDM 신호를 수신하면, OFDM 신호의 실수 성분에 A'를 곱하고 전력 정규화된 신호의 허수 성분에 B'를 곱한 후, 아날로그 디지털 변환을 통하여 대역 통과(passband) 아날로그 신호에서 복수의 기저대역(baseband) 디지털 신호로 변환한다(S1502). 여기서, A'및 B'는 OFDM 수신 장치(100)의 A 및 B와 동일할 수 있으며, B'는 -B일 수도 있다. A'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있으며, B'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct) 일 수 있는데, A'와는 다른 값일 수 있다. fc는 무선 주파수이다. 15, when the OFDM signal is received as reception data, the reception signal processing unit 210 multiplies the real component of the OFDM signal by A ', multiplies the imaginary component of the power normalized signal by B', and then performs analog-to-digital conversion Converts a passband analog signal into a plurality of baseband digital signals (S1502). Here, A 'and B' may be the same as A and B of the OFDM receiving apparatus 100, and B 'may be -B. A 'may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t) and B' may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), which may be a different value from A '. f c is radio frequency.

전력 보상부(220)는 복수의 기저대역 디지털 신호에 대해 PAPR 제어기(171)에서 조정된 크기를 보상한다(S1504). The power compensation unit 220 compensates the size adjusted by the PAPR controller 171 for a plurality of baseband digital signals (S1504).

각 복조부(230)는 전력 보상부(220)에 의해 크기가 보상된 복수의 기저대역 디지털 신호를 각복조한다(S1506). Each demodulator 230 demodulates a plurality of baseband digital signals whose sizes are compensated by the power compensator 220 (S1506).

실수 신호 역변환부(240)는 각복조된 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하고(S1508), 변환한 병렬 신호에 대해 고속 푸리에 변환(FFT)을 수행하여, 시간 영역의 병렬 신호에서 주파수 영역의 병렬 심볼로 변환한다(S1510). The real signal inverse transformer 240 transforms each demodulated signal from a serial signal to a parallel signal (S1508), and performs a fast Fourier transform (FFT) on the converted parallel signal to generate a parallel signal in the frequency domain Into a parallel symbol (S1510).

파일럿 추출부(250)는 주파수 영역의 병렬 심볼에서 파일럿 심볼들을 추출한다(S1512). The pilot extracting unit 250 extracts pilot symbols from the frequency-domain parallel symbols (S1512).

채널 추정부(260)는 추출한 파일럿 심볼들을 이용하여 채널을 추정한다(S1514). The channel estimation unit 260 estimates a channel using the extracted pilot symbols (S1514).

채널 등화부(270)는 각 데이터 심볼 그룹의 데이터 심볼에서 추정한 채널을 이용하여 채널에 의한 왜곡을 보상한다(S1516). The channel equalizer 270 compensates for the distortion caused by the channel using the channel estimated from the data symbol of each data symbol group (S1516).

심볼 디매핑부(280)는 채널 등화부(270)에 의해 채널에 의한 왜곡이 보상된 주파수 영역의 병렬 데이터 심볼에 BPSK, QAM, 16-QAM, 64-QAM 등과 같은 디지털 복조를 통해 심볼 디매핑하여 복수의 병렬 데이터 신호를 생성한다(S1518). The symbol demapping unit 280 demodulates the parallel data symbols in the frequency domain in which the distortion due to the channel is compensated by the channel equalizer 270 through symbol demapping through digital demodulation such as BPSK, QAM, 16-QAM, 64-QAM, To generate a plurality of parallel data signals (S1518).

PSC(290)는 심볼 디매핑부(280)에서 출력되는 복수의 병렬 데이터 신호를 복수의 직렬 데이터 신호로 변환하여 출력함으로써(S1520), OFDM 신호가 데이터 신호로 복원된다. The PSC 290 converts a plurality of parallel data signals output from the symbol demapping unit 280 into a plurality of serial data signals and outputs the serial data signals (S1520), thereby restoring the OFDM signals into data signals.

그러면, OFDM 수신 장치(200)에 대해 도 16 내지 도 22를 참고로 하여 자세하게 설명한다. The OFDM receiving apparatus 200 will now be described in detail with reference to FIG. 16 to FIG.

도 16은 도 14에 도시된 수신 신호 처리부의 일 예를 나타낸 도면이다. 16 is a diagram showing an example of a received signal processing unit shown in FIG.

도 16을 참고하면, 수신 신호 처리부(210)는 곱셈기(211, 213), 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)(215, 217) 및 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)(219)를 포함한다. 16, the reception signal processing unit 210 includes multipliers 211 and 213, low pass filters (LPF) 215 and 217, an analog to digital converter (ADC) 219, .

곱셈기(211)는 수신되는 OFDM 신호에 A'를 곱하여 코사인 신호 또는 사인 신호로 변환하여 LPF(215)로 출력한다. 도 16에서는 A'는 cos(2πfct)인 것으로 도시하였으며, 이 경우, 곱셈기(211)로부터 출력되는 신호는 코사인 신호일 수 있다. The multiplier 211 multiplies the received OFDM signal by A 'to convert it into a cosine signal or a sine signal, and outputs it to the LPF 215. Was 16 in A 'is shown to be cos (2πf c t), In this case, the signal output from the multiplier 211 may be an cosine.

곱셈기(213)는 수신되는 OFDM 신호에 B'를 곱하여 코사인 신호 또는 사인 신호로 변환하여 LPF(217)로 출력한다. 도 16에서는 B'는 sin(2πfct)인 것으로 도시하였으며, 곱셈기(211)로부터 출력되는 신호는 사인 신호일 수 있다. The multiplier 213 multiplies the received OFDM signal by B ', converts it into a cosine signal or a sine signal, and outputs the result to the LPF 217. In FIG. 16, B 'is shown to be sin (2? F c t), and the signal output from multiplier 211 may be a sine signal.

여기서, A'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있으며, B'는 cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)일 수 있는데, A'와는 다른 값일 수 있다. LPF(215, 217)는 각각 곱셈기(211, 213)로부터 입력되는 코사인 신호와 사인 입 신호를 필터링하여, 입력 신호에서 원하는 대역의 신호만을 통과시킨다. Here, A 'may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t) and B' may be cos (2πf c t) or sin (2πf c t), which may be a different value from A '. The LPFs 215 and 217 filter the cosine signal and the sine input signal input from the multipliers 211 and 213, respectively, and pass only the signal of the desired band in the input signal.

ADC(219)는 LPF(215, 217)를 통과한 코사인 신호와 사인 신호를 아날로그 디지털 변환을 통해 디지털 기저대역 I 신호와 디지털 기저대역 Q 신호로 변환한 후, 디지털 기저대역 I 신호와 디지털 기저대역 Q 신호를 출력한다. The ADC 219 converts a cosine signal and a sine signal having passed through the LPFs 215 and 217 into a digital baseband I signal and a digital baseband Q signal through analog-to-digital conversion, Q signal.

한편, OFDM 송신 장치(100)에서 기저대역 Q 신호에 곱해진 신호[cos(2πfct) 또는 sin(2πfct)]에 (-) 부호를 곱한 경우, ADC(219)는 출력되는 디지털 기저대역 Q 신호에 (-) 부호를 곱할 수 있다. On the other hand, it made signal [cos (2πf c t) or sin (2πf c t)] multiplied with the baseband Q signal from the OFDM transmission apparatus 100 (-), when multiplied by a code, ADC (219) is a digital baseband output The band Q signal can be multiplied by the negative sign.

도 17은 도 14에 도시된 전력 보상부를 나타낸 도면이다. 17 is a diagram showing the power compensation unit shown in Fig.

도 17을 참고하면, 전력 보상부(220)는 곱셈기(221, 223) 및 PAPR 제어기(225)를 포함한다. Referring to FIG. 17, the power compensation unit 220 includes multipliers 221 and 223 and a PAPR controller 225.

곱셈기(221)는 수신 신호 처리부(210)에서 출력되는 디지털 기저대역 I 신호에 D를 곱하여 기저대역 I 신호에 전력을 보상하여 출력한다. The multiplier 221 multiplies the digital baseband I signal output from the reception signal processing unit 210 by D to compensate the power of the baseband I signal and outputs the multiplied signal.

곱셈기(223)는 수신 신호 처리부(210)에서 출력되는 디지털 기저대역 Q 신호에 D를 곱하여 전력 보상을 한 후에 PAPR 제어기(225)로 출력한다. The multiplier 223 multiplies the digital baseband Q signal output from the reception signal processing unit 210 by D, performs power compensation, and outputs the result to the PAPR controller 225.

여기서, D는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다. Here, D can be expressed by Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112011088876216-pat00010
Figure 112011088876216-pat00010

여기서, T는 OFDM 심볼의 주기를 의미한다.

Figure 112011088876216-pat00011
는 OFDM 송신 장치(100)에서의 코사인 신호[도 13의 a(t)]의 추정치를 나타내며,
Figure 112011088876216-pat00012
는 OFDM 송신 장치(100)에서의 사인 신호[도 13의 sin(IN(t))]의 추정치를 나타낸다. 또한 Gain은 위상 제어기(도 10의 161)의 이득(G1)을 나타낸다. Here, T denotes a period of an OFDM symbol.
Figure 112011088876216-pat00011
Represents an estimated value of the cosine signal (a (t) in FIG. 13) in the OFDM transmission apparatus 100,
Figure 112011088876216-pat00012
Represents the estimated value of the sine signal (sin (IN (t) in FIG. 13) in the OFDM transmission apparatus 100. Gain represents the gain G1 of the phase controller (161 in Fig. 10).

Figure 112011088876216-pat00013
Figure 112011088876216-pat00014
는 IFFT된 신호가 랜덤 신호이므로 정확히 구할 수가 없다. 따라서, 여러 번 반복하여 평균함으로써 오차를 줄일 수 있고, OFDM 송신 장치(100)의 위상 제어기(도 10의 161)의 이득(G1)에 따른 추정치는 표 2와 같을 수 있다.
Figure 112011088876216-pat00013
And
Figure 112011088876216-pat00014
Can not be obtained exactly because the IFFT-processed signal is a random signal. Therefore, it is possible to reduce the error by repeatedly averaging several times, and the estimated value according to the gain G1 of the phase controller 161 (FIG. 10) of the OFDM transmission apparatus 100 can be as shown in Table 2. [

[표 2][Table 2]

Figure 112011088876216-pat00015
Figure 112011088876216-pat00015

PAPR 제어기(225)는 곱셈기(221)에 의해 전력 보상된 신호를 PAPR 제어기(223)의 이득(G3)으로 나누어서, 기저대역 Q 신호를 출력한다. PAPR 제어기(225)의 이득(G3)의 PAPR 제어기(171)의 이득(G2)과 동일하다. 예를 들어, 위상 제어기(도 10의 141)의 이득(G1)이 0.4이고, PAPR 제어기(225)의 이득(G3)이 2이면, D는 1.179가 된다. 기저대역 Q 신호에 1.179가 곱해진 값을 2로 나누면, 전력 보상된 기저대역 Q 신호가 생성된다. The PAPR controller 225 divides the power compensated signal by the multiplier 221 by the gain G3 of the PAPR controller 223 and outputs the baseband Q signal. Is equal to the gain G2 of the PAPR controller 171 of the gain G3 of the PAPR controller 225. [ For example, if the gain G1 of the phase controller 141 (Fig. 10) is 0.4 and the gain G3 of the PAPR controller 225 is 2, then D becomes 1.179. Dividing the value obtained by multiplying the baseband Q signal by 1.179 by 2 produces a power compensated baseband Q signal.

도 18은 도 10에 도시된 각복조부를 나타낸 도면이고, 도 19 및 도 20은 각각 도 18에 도시된 위상 추정부를 나타낸 도면이며, 도 21은 도 18에 도시된 위상 보상부를 나타낸 도면이다. FIG. 18 is a view showing each demodulating unit shown in FIG. 10, FIGS. 19 and 20 are views showing the phase estimating unit shown in FIG. 18, and FIG. 21 is a diagram showing the phase compensating unit shown in FIG.

도 18을 참고하면, 각복조부(230)는 위상 추정부(231) 및 위상 보상부(233)를 포함한다. 18, the stabilizer 230 includes a phase estimator 231 and a phase compensator 233.

위상 추정부(231)는 위상 왜곡을 보상하기 위해 위상 추정을 수행한다. The phase estimator 231 performs phase estimation to compensate for phase distortion.

도 19를 보면, 위상 추정부(231)는 평균 계산부(2311) 및 위상 계산부(2313)를 포함한다. 19, the phase estimating unit 231 includes an average calculating unit 2311 and a phase calculating unit 2313. [

평균 계산부(2311)는 입력되는 기저대역 신호의 평균(

Figure 112011088876216-pat00016
)을 구한다. 예를 들어, IFFT의 크기가 N인 경우, 입력되는 기저대역 신호의 위상을 N개만큼 더한 후 N으로 나누면 평균(
Figure 112011088876216-pat00017
)이 계산될 수 있다. The average calculation unit 2311 calculates an average of the input baseband signals (
Figure 112011088876216-pat00016
). For example, if the size of the IFFT is N, the phase of the input baseband signal is added by N and then divided by N,
Figure 112011088876216-pat00017
) Can be calculated.

위상 계산부(2313)는 평균(

Figure 112011088876216-pat00018
)의 역탄젠트(arctan)를 이용하여 위상 추정값(
Figure 112011088876216-pat00019
)을 계산한다.
Figure 112011088876216-pat00020
는 수학식 6과 같이 평균(
Figure 112011088876216-pat00021
)의 허수 성분을 평균(
Figure 112011088876216-pat00022
)의 실수 성분으로 나눈 값의 역탄젠트를 통하여 계산될 수 있다. The phase calculator 2313 calculates the average (
Figure 112011088876216-pat00018
) Using the inverse tangent (arctan)
Figure 112011088876216-pat00019
).
Figure 112011088876216-pat00020
As shown in Equation (6)
Figure 112011088876216-pat00021
) ≪ / RTI >
Figure 112011088876216-pat00022
) ≪ / RTI > divided by the real component < RTI ID = 0.0 >

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure 112011088876216-pat00023
Figure 112011088876216-pat00023

이와 같이, 위상 추정값(

Figure 112011088876216-pat00024
)은 기저대역 신호의 평균(
Figure 112011088876216-pat00025
)을 이용하여 구해질 수도 있지만 이와 다른 방법으로 구해질 수도 있다. Thus, the phase estimation value (
Figure 112011088876216-pat00024
) Is the average of the baseband signal (
Figure 112011088876216-pat00025
), But they can be obtained by other methods.

도 20을 참고하면, 위상 추정부(231')는 LPF(2311') 및 위상 계산부(2313')를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 20, the phase estimator 231 'may include an LPF 2311' and a phase calculator 2313 '.

LPF(2311')는 입력되는 기저대역 신호를 필터링하여 낮은 대역 신호(

Figure 112011088876216-pat00026
)를 출력한다. The LPF 2311 'filters the input baseband signal to generate a low-band signal
Figure 112011088876216-pat00026
).

위상 계산부(2313')는 수학식 7과 같이 낮은 대역 신호(

Figure 112011088876216-pat00027
)의 역탄젠트를 이용하여 위상 추정값(
Figure 112011088876216-pat00028
)을 계산할 수 있다. The phase calculator 2313 'calculates the phase of the low-band signal (
Figure 112011088876216-pat00027
) ≪ / RTI > is used to calculate the phase estimate < RTI ID =
Figure 112011088876216-pat00028
) Can be calculated.

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure 112011088876216-pat00029
Figure 112011088876216-pat00029

다시, 도 18을 보면, 위상 보상부(233)는 위상 추정값(

Figure 112011088876216-pat00030
)을 이용하여 왜곡된 위상을 보상한다. Referring again to FIG. 18, the phase compensator 233 receives the phase estimation value (
Figure 112011088876216-pat00030
) To compensate for the distorted phase.

도 21을 참고하면, 위상 보상부(233)는 위상 계산부(2331), 제어기(2333), 덧셈기(2335) 및 제어기(2337)을 포함한다. 21, the phase compensator 233 includes a phase calculator 2331, a controller 2333, an adder 2335, and a controller 2337. [

위상 계산부(2331)는 입력되는 기저대역 신호의 위상(

Figure 112011088876216-pat00031
)을 구하고, 수학식 5 또는 6과 동일한 방법으로 위상(
Figure 112011088876216-pat00032
)의 역탄젠트를 이용하여 위상 추정값(
Figure 112011088876216-pat00033
)을 구한다. The phase calculator 2331 calculates the phase of the input baseband signal
Figure 112011088876216-pat00031
) Is obtained, and the phase (
Figure 112011088876216-pat00032
) ≪ / RTI > is used to calculate the phase estimate < RTI ID =
Figure 112011088876216-pat00033
).

제어기(2333)는 위상 추정부(231 또는 231')로부터의 위상 추정값(

Figure 112011088876216-pat00034
)을 입력 받아, -1을 곱하여 출력한다. The controller 2333 receives the phase estimation value (" 1 ") from the phase estimator 231 or 231 '
Figure 112011088876216-pat00034
), Multiplies it by -1, and outputs it.

덧셈기(2335)는 위상 추정값(

Figure 112011088876216-pat00035
)과 제어기(2333)의 출력 값을 덧셈한다. The adder 2335 multiplies the phase estimate < RTI ID = 0.0 >
Figure 112011088876216-pat00035
And the output value of the controller 2333 are added.

즉, 제어기(2333) 및 덧셈기(2335)는 위상 계산부(2331)의 위상 추정 값(

Figure 112011088876216-pat00036
)에서 위상 추정부(231 또는 231')로부터 위상 추정값(
Figure 112011088876216-pat00037
)을 뺄셈하는 역할을 한다. That is, the controller 2333 and the adder 2335 receive the phase estimation value of the phase calculator 2331
Figure 112011088876216-pat00036
) From the phase estimator 231 or 231 '
Figure 112011088876216-pat00037
).

제어기(2337)는 위상 계산부(2331)의 위상 추정 값(

Figure 112011088876216-pat00038
)에서 위상 추정부(231 또는 231')로부터 위상 추정값(
Figure 112011088876216-pat00039
)을 뺀 값을 이득(G4)으로 나눔으로써, 왜곡이 보상된 위상(P)을 출력한다. 여기서, 이득(G4)은 위상 제어기(161)의 이득(G1)과 동일할 수 있다. The controller 2337 receives the phase estimate value (< RTI ID = 0.0 >
Figure 112011088876216-pat00038
) From the phase estimator 231 or 231 '
Figure 112011088876216-pat00039
) Is divided by the gain G4, thereby outputting the phase P in which the distortion is compensated. Here, the gain G4 may be the same as the gain G1 of the phase controller 161. [

도 22는 도 14에 도시된 실수 신호 변환기를 나타낸 도면이다. 22 is a diagram showing the real signal converter shown in Fig.

도 22를 참고하면, 실수 신호 변환기(240)는 곱셈기(241), SPC(243), FFT부(245) 및 신호 처리부(247)를 포함한다. 22, the real signal converter 240 includes a multiplier 241, an SPC 243, an FFT unit 245, and a signal processing unit 247.

곱셈기(241)는 각 복조부(230)로부터 출력되는 실수 신호(P)에

Figure 112011088876216-pat00040
을 곱하여 정규화한 후에 SPC(243)로 출력한다. The multiplier 241 multiplies the real signal P output from each demodulator 230
Figure 112011088876216-pat00040
And outputs it to the SPC 243 after normalization.

SPC(243)는 정규화된 신호를 FFT하기 위해 곱셈기(241)에 의해 정규화된 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하여 FFT부(245)로 출력한다. The SPC 243 converts the normalized signal from the serial signal into a parallel signal by the multiplier 241 to FFT the normalized signal, and outputs the parallel signal to the FFT unit 245.

SPC(253)에 의해 변환된 병렬 신호가 FFT부(245)의 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]로서 입력되면, FFT부(245)는 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]를 FFT한다. 그러면, 입력 신호[P(0), P(1), …, P(N-1), P(N), P(N+1), …, P(2N-1)]가도 시간 영역에서 주파수 영역의 데이터 심볼[X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)]로 변환된다. The parallel signals converted by the SPC 253 are input to the input signals P (0), P (1), ..., , P (N-1), P (N), P (N + 1), ... , P (2N-1)], the FFT unit 245 outputs the input signals P (0), P (1), ... , P (N-1), P (N), P (N + 1), ... , P (2N-1)]. Then, the input signals P (0), P (1), ... , P (N-1), P (N), P (N + 1), ... , P (2N-1)] frequency domain data symbols [X (0), X (1), ... , X (N-1), X (N), X (N + 1), ... , X (2N-1)].

신호 처리부(247)는 주파수 영역의 데이터 심볼[(X(0), X(1), …, X(N-1), X(N), X(N+1), …, X(2N-1)] 중 주파수 영역의 신호[(X(0), X(1), …, X(N-1)]를 심볼 디매핑부(260)로 출력한다. 이때, 신호 처리부(247)는 데이터 심볼[(X(0), X(1), …, X(N-1))을 그대로 파일럿 추출부(250)로 출력할 수도 있다. 신호 처리부(247)는 주파수 영역의 데이터 심볼[X(N+1), …, X(2N-1)]을 복소 공액 변환(conjugate)한 후 X(2N-k)의 위치에 데이터 심볼을 재배치(relocation)하여 파일럿 추출부(250)로 출력할 수 있다. 여기서, k는 N+1, N+2, …, 2N-1이다. 예를 들어, FFT한 후의 주파수 영역의 심볼[X(2N-1)]의 경우, 신호 처리부(247)는 주파수 영역의 심볼[X(2N-1)]을 복소 공액 변환한 후 X(1)의 위치에 재배치할 수 있다. The signal processing unit 247 receives the frequency domain data symbols [(X (0), X (1), ..., X (N-1), X (N), X (N + (X (0), X (1), ..., X (N-1)) among the frequency domain signals The signal processing unit 247 may directly output the symbol [(X (0), X (1), ..., X (N-1)) to the pilot extracting unit 250. [ (2N-1), ..., X (2N-1)] and then relocates the data symbols to the position of X (2N-k) and outputs the relocated data symbols to the pilot extracting unit 250 For example, in the case of the symbol [X (2N-1)] in the frequency domain after FFT, the signal processing unit 247 calculates the frequency The symbol [X (2N-1)] of the region can be rearranged to the position of X (1) after the complex conjugate transformation.

도 23은 도 14에 도시된 파일럿 추출부의 파일럿 추출 방법을 나타낸 도면이다. 23 is a diagram showing a pilot extraction method of the pilot extraction unit shown in FIG.

도 23을 참고하면, 파일럿 추출부(250)는 병렬로 입력되는 복수의 데이터 심볼로부터, 데이터 심볼 그룹별로 OFDM 송신 장치(100)에서 설정한 파일럿 심볼과 데이터 심볼이 더해지고 뺀 심볼의 위치 정보를 획득한다(S2310). 23, the pilot extracting unit 250 extracts, from the plurality of data symbols input in parallel, the position information of the symbol obtained by adding and subtracting the pilot symbols and the data symbols set by the OFDM transmitting apparatus 100 for each data symbol group (S2310).

파일럿 추출부(250)는 데이터 심볼 그룹별 위치 정보로부터 각 데이터 심볼 그룹에서 2개의 심볼을 추출한다(S2320). The pilot extracting unit 250 extracts two symbols from each data symbol group from the position information of each data symbol group (S2320).

파일럿 추출부(250)는 추출한 2개의 심볼을 이용하여 파일럿 심볼과 OFDM 송신 장치(100)에서 선택한 하나의 데이터 심볼을 추출한다(S2330). The pilot extracting unit 250 extracts the pilot symbols and one data symbol selected by the OFDM transmitting apparatus 100 using the extracted two symbols (S2330).

OFDM 송신 장치(100)에서 파일럿 심볼과 선택된 데이터 심볼을 더하고 빼어 2개의 새로운 심볼을 생성한 경우, 획득한 2개의 심볼을 더하면 파일럿 심볼이 된다. 그리고 2개의 심볼이 더해진 심볼과 2개의 심볼을 뺀 심볼의 차이를 구하면 OFDM 송신 장치(100)에서 선택된 데이터 심볼이 된다. 예를 들어, 파일럿 심볼이 1이고, OFDM 송신 장치(100)에서 선택된 데이터 심볼이 3+j*5인 경우, 파일럿 심볼과 데이터 심볼이 더해진 심볼은

Figure 112011088876216-pat00041
이고 파일럿 심볼에서 데이터 심볼을 뺀 심볼은
Figure 112011088876216-pat00042
인 2개의 심볼이 수신되었다고 가정한다. 여기서,
Figure 112011088876216-pat00043
는 정규화를 위해 사용된 것이다. 2개의 심볼을 더하고
Figure 112011088876216-pat00044
로 나누면 1이 되고, 2개의 심볼을 빼고
Figure 112011088876216-pat00045
로 나누면 3+j*5가 된다. When the OFDM transmission apparatus 100 adds and subtracts a pilot symbol and a selected data symbol to generate two new symbols, the two symbols obtained are added to become pilot symbols. If a difference between symbols obtained by adding two symbols and symbols obtained by subtracting two symbols is obtained, the data symbols are selected by the OFDM transmission apparatus 100. For example, when the pilot symbol is 1 and the data symbol selected by the OFDM transmitting apparatus 100 is 3 + j * 5, the symbol and data symbol are added to the symbol
Figure 112011088876216-pat00041
And the symbol obtained by subtracting the data symbol from the pilot symbol is
Figure 112011088876216-pat00042
≪ / RTI > is received. here,
Figure 112011088876216-pat00043
Is used for normalization. Add two symbols
Figure 112011088876216-pat00044
Divide by 1, and subtract two symbols
Figure 112011088876216-pat00045
Divided by 3 + j * 5.

그리고 OFDM 송신 장치(100)에서 선택된 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 더하고 빼어 2개의 새로운 심볼을 생성한 경우, 2개의 심볼을 더하면 선택된 데이터 심볼이 된다. 그리고 2개의 심볼이 더해진 심볼과 2개의 심볼을 뺀 심볼의 차이를 구하면 파일럿 심볼이 된다. 예를 들면 선택된 데이터 심볼이 3+j*5이고 파일럿 심볼이 1인 경우, 선택된 데이터 심볼에 파일럿 심볼이 더해진 심볼은

Figure 112011088876216-pat00046
이고, 선택된 데이터 심볼에서 파일럿 심볼을 뺀 심볼은
Figure 112011088876216-pat00047
인 2개의 심볼이 수신되었다고 가정한다. 2개의 심볼을 더하고
Figure 112011088876216-pat00048
로 나누면 3+j*5가 되고 2개의 심볼을 빼고
Figure 112011088876216-pat00049
로 나누면 1이 된다. When two new symbols are generated by adding and subtracting selected data symbols and pilot symbols from the OFDM transmission apparatus 100, two symbols are added to the selected data symbols. Then, the difference between the symbol obtained by adding the two symbols and the symbol obtained by subtracting the two symbols becomes a pilot symbol. For example, if the selected data symbol is 3 + j * 5 and the pilot symbol is 1, the symbol to which the pilot symbol is added to the selected data symbol is
Figure 112011088876216-pat00046
, And the symbol obtained by subtracting the pilot symbol from the selected data symbol is
Figure 112011088876216-pat00047
≪ / RTI > is received. Add two symbols
Figure 112011088876216-pat00048
Divide by 3 + j * 5 and subtract 2 symbols
Figure 112011088876216-pat00049
Is divided by 1.

파일럿 추출부(250)는 추출한 파일럿 심볼과 데이터 심볼을 OFDM 송신 장치(100)에서 위치한 곳에 배치시킨다(S2340). The pilot extracting unit 250 arranges the extracted pilot symbols and the data symbols at a position located in the OFDM transmitting apparatus 100 (S2340).

도 24는 도 14에 도시된 채널 추정부를 나타낸 도면이다. FIG. 24 is a diagram illustrating a channel estimator shown in FIG. 14. FIG.

도 24를 참고하면, 채널 추정부(260)는 곱셈기(261), LPF(263) 및 나눗셈기(265)를 포함한다. Referring to FIG. 24, the channel estimation unit 260 includes a multiplier 261, an LPF 263, and a divider 265.

곱셈기(261)는 파일럿 추출부(250)에서 추출한 파일럿 심볼에 OFDM 송신 장치(100)에서 생성된 PN 코드를 곱하여 LPF(263)로 출력한다. The multiplier 261 multiplies the pilot symbol extracted by the pilot extracting unit 250 by the PN code generated by the OFDM transmitting apparatus 100 and outputs the result to the LPF 263. [

LPF(263)는 PN 코드가 곱해진 파일럿 심볼을 필터링하여 잡음을 제거한다. The LPF 263 filters the pilot symbols multiplied by the PN code to remove noise.

나눗셈기(265)는 각 데이터 심볼 그룹의 데이터 심볼을 해당 데이터 심볼 그룹의 파일럿 심볼로 나누어서, 채널을 추정한다. 예를 들어서, 각 데이터 심볼 그룹 및 각 데이터 심볼 그룹의 파일럿 심볼이 도 7과 같은 경우에 첫 번째 데이터 심볼 그룹의 3개의 데이터 심볼 각각을 첫 번째 파일럿 심볼로 나누고, 두 번째 데이터 심볼 그룹의 7개의 데이터 심볼 각각을 두 번째 파일럿 심볼로 나누면 된다. The divider 265 divides the data symbols of each data symbol group into pilot symbols of the corresponding data symbol group to estimate the channel. For example, if each pilot symbol of each data symbol group and each data symbol group is as shown in FIG. 7, each of the three data symbols of the first data symbol group is divided into a first pilot symbol, and seven of the second data symbol group Each of the data symbols may be divided by a second pilot symbol.

그리고 채널 등화부(270)에서 추정한 채널을 이용하여 채널 등화를 수행하여 채널의 왜곡이 보상되고, 심볼 디매핑부(280)에서 OFDM 송신 장치(100)의 심볼 매핑부(120)에 대응하는 복조 방식에 따른 성상도에서 각 데이터 심볼을 복수의 병렬 데이터 신호로 디매핑하며, 복수의 병렬 데이터 신호를 PSC(280)로 출력한다. 그러면, PSC(280)는 복수의 병렬 데이터 신호를 복수의 직렬 데이터 신호로 변환함으로써 데이터를 복원하게 된다. The symbol demapping unit 280 compensates for channel distortion by performing channel equalization using the channel estimated by the channel equalization unit 270 and compensates for the channel distortion corresponding to the symbol mapping unit 120 of the OFDM transmission apparatus 100 Demultiplexes each data symbol into a plurality of parallel data signals in a constellation according to the demodulation scheme, and outputs a plurality of parallel data signals to the PSC 280. Then, the PSC 280 converts the plurality of parallel data signals into a plurality of serial data signals to restore the data.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (20)

데이터를 송신하는 장치에서,
데이터 수신 장치에서 채널 추정에 사용할 적어도 하나의 파일럿 신호를 생성하는 파일럿 생성부,
복수의 데이터 신호와 상기 적어도 하나의 파일럿 신호에 대해 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 적어도 하나의 파일럿 심볼을 생성하는 심볼 매핑부,
상기 복수의 데이터 심볼과 상기 적어도 하나의 파일럿 심볼을 포함하는 주파수 영역의 입력 심볼을 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 실수 신호 변환부,
상기 실수 신호를 각변조하는 각변조부,
제1 이득에 따라서 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 조정하며, 입력되는 신호에 따라서 상기 제1 이득을 가변시키는 PAPR 제어 및 전력 정규화부, 그리고
상기 크기가 조정된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 신호 송신부
를 포함하고,
상기 각변조부는,
제2 이득에 따라서 상기 실수 신호의 크기를 제어하는 위상 제어기, 그리고
상기 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호로 각변조하는 변조기를 포함하는
데이터 송신 장치.
In the apparatus for transmitting data,
A pilot generating unit for generating at least one pilot signal to be used for channel estimation in the data receiving apparatus,
A symbol mapping unit for mapping a plurality of data signals and the at least one pilot signal to generate a plurality of data symbols and at least one pilot symbol,
A real signal converting unit for converting an input symbol in a frequency domain including the plurality of data symbols and the at least one pilot symbol into a real signal in a time domain,
A modulation unit for modulating the real signal,
A PAPR control and power normalization unit adjusting the magnitude of the sine component of each modulated real signal according to the first gain and varying the first gain according to an input signal,
A signal transmitter for converting the size-adjusted real signal into a radio frequency signal and transmitting the radio frequency signal;
Lt; / RTI >
Wherein each modulator comprises:
A phase controller for controlling the magnitude of the real signal according to a second gain, and
And a modulator for modulating the real signal with a cosine signal and a sine signal,
Data transmission device.
제1항에서,
적어도 하나의 데이터 심볼을 각각 포함하는 복수의 데이터 심볼 그룹 각각에 대응하여 파일럿 심볼을 설정하고, 상기 각 데이터 심볼 그룹의 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 두 개의 심볼을 생성한 후에 상기 각 데이터 심볼 그룹에 배치하여 상기 실수 신호 변환부로 출력하는 심볼 배치부
를 더 포함하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
A pilot symbol is set corresponding to each of a plurality of data symbol groups each including at least one data symbol, two symbols are generated using one data symbol and a pilot symbol of each data symbol group, Symbol groups and outputting them to the real signal converting unit,
Further comprising:
제2항에서,
상기 심볼 배치부는 상기 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 더해서 상기 두 개의 심볼 중 하나의 심볼을 생성하고, 상기 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 빼어서 상기 두 개의 심볼 중 다른 하나의 심볼을 생성하는 데이터 송신 장치.
3. The method of claim 2,
The symbol arranging unit may combine the one data symbol and the pilot symbol to generate one symbol of the two symbols, subtract the one data symbol and the pilot symbol, and generate the other one of the two symbols Transmitting apparatus.
삭제delete 제1항에서,
상기 실수 신호 변환부는,
상기 입력 심볼의 평균 전력이 1이 되도록 상기 입력 심볼을 정규화하는 정규화부,
복수의 입력 신호에 대해 역고속 푸리에 변환하는 역고속 푸리에 변환부, 그리고
상기 입력 심볼과 상기 입력 심볼을 공액 복소 변환한 공액 복소 심볼을 상기 역고속 푸리에 변환부로 입력시키는 입력 신호 처리부
를 포함하는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
Wherein the real-
A normalizer for normalizing the input symbol so that an average power of the input symbol is 1,
An inverse fast Fourier transform unit for performing inverse fast Fourier transform on a plurality of input signals, and
An input signal processor for inputting a conjugate complex symbol obtained by performing conjugate complex conversion between the input symbol and the input symbol to the inverse fast Fourier transformer,
And a data transmission device.
제5항에서,
상기 입력 신호 처리부는,
상기 입력 심볼의 심볼 수가 N개인 경우, N개의 데이터 심볼을 0부터 N-1번째 입력 신호의 위치에 위치시키고, N부터 (2N-1)번째 입력 신호의 위치에 상기 복수의 공액 복소 심볼을 위치시키되,
(N+1)번째부터 (2N-1)까지의 입력 신호의 위치에 (2N-k)번째 입력 신호의 복소 공액 심볼을 위치시키며,
상기 N은 양수이고, k는 N+1부터 2N-1까지의 값인 데이터 송신 장치.
The method of claim 5,
Wherein the input signal processing unit comprises:
If the number of symbols of the input symbol is N, N data symbols are placed at positions of 0th to (N-1) th input signals, and the plurality of conjugate complex symbols are located at positions of (2N- However,
(2N-k) th input signal at the position of the input signal from (N + 1) th to (2N-1)
Wherein N is a positive number, and k is a value from N + 1 to 2N-1.
제1항에서,
상기 PAPR 제어 및 전력 정규화부는,
상기 제1 이득에 따라서 상기 각변조된 실수 신호의 사인 성분의 크기를 제어하는 PAPR 제어기,
상기 실수 신호의 코사인 성분에 정규화를 위한 설정 값을 곱하여 기저대역 I 신호를 생성하는 제1 곱셈기, 그리고
상기 제1 이득에 따라 크기가 제어된 상기 실수 신호의 사인 성분을 상기 설정 값을 곱하여 기저대역 Q 신호를 생성하는 제2 곱셈기를 포함하며,
상기 제1 이득이 1인 경우 PAPR이 0이 되는 데이터 송신 장치.
The method of claim 1,
Wherein the PAPR control and power normalization unit comprises:
A PAPR controller for controlling a magnitude of a sine component of each modulated real signal according to the first gain,
A first multiplier for multiplying the cosine component of the real signal by a set value for normalization to generate a baseband I signal,
And a second multiplier for multiplying a sine component of the real signal whose magnitude is controlled according to the first gain by the set value to generate a baseband Q signal,
And the PAPR is 0 when the first gain is 1.
데이터를 수신하는 장치에서,
수신 데이터에 대응하는 기저대역 신호의 크기를 PAPR 제어를 위해 데이터 송신 장치에서 조정한 크기에 대응하여 보상하는 전력 보상부,
상기 크기가 보상된 기저대역 신호를 각복조하는 각복조부,
각복조된 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 병렬 심볼로 변환하는 정규화 및 실수 신호 역변환부,
상기 병렬 심볼로부터 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출하는 파일럿 추출부,
상기 파일럿 심볼을 이용하여 채널을 추정하는 채널 추정부,
추정한 채널을 이용하여 채널을 보상하는 채널 등화부, 그리고
상기 데이터 심볼들을 심볼 디매핑하여 복수의 데이터 신호를 생성하여 데이터를 복원하는 심볼 디매핑부
를 포함하고,
상기 각복조부는,
상기 기저대역 신호의 위상 추정 값을 계산하는 위상 추정부, 그리고
상기 위상 추정 값으로부터 상기 기저대역 신호의 위상을 보상하는 위상 보상부를 포함하고,
상기 전력 보상부는,
상기 기저대역 신호의 I 신호 및 Q 신호의 크기를 각각 보상하는 두 곱셈기, 그리고
상기 크기가 보상된 Q 신호를 이득으로 나누어서 출력하는 PAPR 제어기를 포함하며,
상기 이득은 가변되는
데이터 수신 장치.
In an apparatus for receiving data,
A power compensator for compensating for the magnitude of the baseband signal corresponding to the received data according to the size adjusted by the data transmitter for PAPR control,
And a demodulator for demodulating the size-compensated baseband signal,
A normalization and real signal inverse transformer for transforming each demodulated signal into a plurality of parallel symbols in a frequency domain in a time domain through fast Fourier transform,
A pilot extracting unit for extracting pilot symbols and data symbols from the parallel symbols,
A channel estimator for estimating a channel using the pilot symbol,
A channel equalizer for compensating the channel using the estimated channel, and
A symbol demapping unit for demapping the data symbols to generate a plurality of data signals to recover data,
Lt; / RTI >
Wherein each of the demodulators comprises:
A phase estimator for calculating a phase estimate value of the baseband signal, and
And a phase compensator for compensating the phase of the baseband signal from the phase estimate,
Wherein the power compensating unit comprises:
Two multipliers for respectively compensating the magnitudes of the I signal and the Q signal of the baseband signal, and
And a PAPR controller for outputting the Q signal having the magnitude compensated by dividing it by a gain,
The gain is variable
Data receiving apparatus.
삭제delete 제8항에서,
상기 위상 추정부는 상기 기저대역 신호의 위상의 평균 값을 구하고, 상기 평균값의 역탄젠트를 이용하여 상기 위상 추정 값을 계산하는 데이터 수신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the phase estimator calculates an average value of phases of the baseband signal and calculates the phase estimate value using an inverse tangent of the average value.
제8항에서,
상기 위상 추정부는 상기 기저대역 신호를 필터링한 후 역탄젠트를 이용하여 상기 위상 추정 값을 계산하는 데이터 수신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the phase estimator calculates the phase estimation value using an inverse tangent after filtering the baseband signal.
제8항에서,
상기 파일럿 추출부는 상기 병렬 심볼로부터 상기 데이터 송신 장치에서 파일럿 심볼을 이용하여 생성한 두 심볼의 위치 정보를 획득하고, 상기 위치 정보에 해당하는 두 심볼을 이용하여 파일럿 심볼과 데이터 심볼을 추출하는 데이터 수신 장치.
9. The method of claim 8,
The pilot extracting unit may extract positional information of two symbols generated from the parallel symbols using the pilot symbols in the data transmission apparatus, extract pilot symbols and data symbols using the two symbols corresponding to the positional information, Device.
삭제delete 제8항에서,
상기 실수 신호 역변환부는,
복수의 입력 신호에 대해 고속 푸리에 변환하여 상기 병렬 심볼을 생성하는 고속 푸리에 변환부,
상기 각복조된 기저대역 신호를 직렬 신호에서 병렬 신호로 변환하는 직렬-병렬 변환부, 그리고
상기 병렬 심볼의 일부를 상기 디매핑부로 출력하는 신호 처리부를 포함하는 데이터 수신 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the real-
A fast Fourier transform unit for performing fast Fourier transform on a plurality of input signals to generate the parallel symbols,
A serial-to-parallel converter for converting the demodulated baseband signals from a serial signal to a parallel signal, and
And a signal processing unit for outputting a part of the parallel symbols to the demapping unit.
데이터 송신 장치가 데이터를 송신하는 방법에서,
데이터 수신 장치에서 채널 추정에 사용할 복수의 파일럿 신호를 생성하는 단계,
복수의 입력 신호와 상기 복수의 파일럿 신호를 심볼 매핑하여 복수의 데이터 심볼과 복수의 파일럿 심볼을 생성하는 단계,
상기 복수의 데이터 심볼과 상기 복수의 파일럿 심볼을 포함하는 주파수 영역의 입력 심볼을 주파수 영역에서 시간 영역의 실수 신호로 변환하는 단계,
상기 실수 신호를 각변조하는 단계,
이득에 따라서 각변조된 실수 신호에 대한 사인 신호의 크기를 제어하는 단계, 그리고
상기 각변조된 실수 신호를 무선 주파수 신호로 변환하여 송신하는 단계
를 포함하고,
상기 각변조하는 단계는,
제2 이득에 따라서 상기 실수 신호의 크기를 제어하하는 단계, 및
상기 실수 신호를 코사인 신호와 사인 신호로 각변조하는 단계
를 포함하는 데이터 송신 방법.
In a method of transmitting data by a data transmitting apparatus,
Generating a plurality of pilot signals to be used for channel estimation in a data receiving apparatus,
Generating a plurality of data symbols and a plurality of pilot symbols by symbol-mapping a plurality of input signals and the plurality of pilot signals;
Converting an input symbol in a frequency domain including the plurality of data symbols and the plurality of pilot symbols from a frequency domain to a real signal in a time domain,
Modulating each of the real signals,
Controlling the magnitude of the sine signal for each modulated real signal according to the gain, and
Converting each of the modulated real-valued signals into a radio frequency signal and transmitting
Lt; / RTI >
Wherein each modulating step comprises:
Controlling the magnitude of the real signal according to a second gain, and
Modulating the real signal with a cosine signal and a sine signal
Gt;
제15항에서,
상기 생성하는 단계는,
적어도 하나의 데이터 심볼을 각각 포함하는 복수의 데이터 심볼 그룹 각각에 대응하여 파일럿 심볼을 설정하는 단계,
상기 각 데이터 심볼 그룹의 하나의 데이터 심볼과 파일럿 심볼을 이용하여 두 개의 심볼을 생성하는 단계, 그리고
상기 두 개의 심볼을 상기 각 데이터 심볼 그룹에 배치하는 단계를 포함하는 데이터 송신 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the generating comprises:
Setting a pilot symbol corresponding to each of a plurality of data symbol groups each including at least one data symbol,
Generating two symbols using one data symbol and pilot symbol of each data symbol group, and
And placing the two symbols in each data symbol group.
제15항에서,
상기 제어하는 단계는,
입력되는 제어 신호에 따라서 상기 이득을 가변시키는 단계를 포함하는 데이터 송신 방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the controlling comprises:
And varying the gain according to an input control signal.
데이터 수신 장치가 데이터를 수신하는 방법에서,
수신 데이터에 대응하는 기저대역 신호의 크기를 보상하는 단계,
상기 기저대역 신호를 각복조하는 단계,
각복조된 신호를 고속 푸리에 변환을 통해 시간 영역에서 주파수 영역의 복수의 병렬 심볼로 변환하는 단계,
상기 병렬 심볼로부터 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출하는 단계,
상기 파일럿 심볼을 이용하여 추정한 채널을 보상하는 단계, 그리고
상기 데이터 심볼들을 심볼 디매핑하여 상기 수신 데이터를 복원하는 단계
를 포함하고,
상기 각복조하는 단계는,
상기 기저대역 신호의 위상을 추정하는 단계, 그리고
위상 추정 값을 이용하여 상기 기저대역 신호의 위상을 보상하는 단계를 포함하고,
상기 기저대역 신호의 크기를 보상하는 단계는,
상기 기저대역 신호의 I 신호 및 Q 신호의 크기를 각각 보상하는 단계; 및
상기 크기가 보상된 Q 신호를 이득으로 나누어서 출력하는 단계
를 포함하고,
상기 이득은 가변되는 데이터 수신 방법.
In the method by which the data receiving apparatus receives the data,
Compensating the size of the baseband signal corresponding to the received data,
Demodulating the baseband signal;
Transforming each demodulated signal into a plurality of parallel symbols in a frequency domain in a time domain through fast Fourier transform,
Extracting pilot symbols and data symbols from the parallel symbols,
Compensating a channel estimated using the pilot symbol, and
Demapping the data symbols to recover the received data;
Lt; / RTI >
Wherein each of the demodulating steps comprises:
Estimating the phase of the baseband signal, and
Compensating a phase of the baseband signal using a phase estimate;
The step of compensating for the magnitude of the baseband signal comprises:
Compensating a magnitude of an I signal and a Q signal of the baseband signal, respectively; And
Dividing the Q signal of the size compensated by the gain and outputting
Lt; / RTI >
Wherein the gain is variable.
삭제delete 제18항에서,
상기 추출하는 단계는,
데이터 송신 장치에서 파일럿 심볼을 이용하여 생성한 두 심볼의 위치 정보를 획득하는 단계, 그리고
상기 위치 정보에 해당하는 두 심볼을 이용하여 파일럿 심볼과 데이터 심볼들을 추출하는 단계를 포함하는 데이터 수신 방법.
The method of claim 18,
Wherein the extracting comprises:
Acquiring position information of two symbols generated by using a pilot symbol in a data transmitting apparatus, and
And extracting pilot symbols and data symbols using two symbols corresponding to the position information.
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